40多年来，科学家一直假设存在酶团，或“代谢物”，以促进细胞内的各种过程。利用一种新的成像技术和质谱技术相结合，宾州大学的研究人员首次直接观察到了与产生嘌呤有关的功能代谢产物，嘌呤是最丰富的细胞代谢产物。这些发现可能导致新的治疗策略的发展，破坏癌症的进展。

Evan Pugh大学教授、Eberly化学讲座教授斯蒂芬·本科维奇(Stephen Benkovic)说：“我们的研究表明，酶不是随意地分布在整个细胞中，而是以离散的簇或代谢物的形式出现。”“我们不仅找到了代谢物存在的证据，而且还发现这种代谢物发生在癌细胞线粒体附近。”

研究结果今日(四月十七日)刊登在杂志上。科学.

在这项研究中，研究小组寻找一种被称为“嘌呤小体”的特定代谢物，该物质被认为是进行“新嘌呤生物合成”的过程，即合成新嘌呤的过程--DNA和RNA的构成块。研究人员对HeLa细胞内的这些嘌呤体进行了研究，HeLa细胞是一种在科学研究中常用的宫颈癌细胞系。

“我们已经证明，新的嘌呤生物合成途径[DNPB]是由至少9种酶协同作用组成的嘌呤小体进行的，它们的整体活性至少提高了7倍，”化学系和哈克生命科学研究所的助理研究教授Vidhi Pareek说。

研究人员使用尼古拉斯·维诺格勒(NicholasWinograd)、埃文·普格大学(EvanPugh)教授和同事开发的一种新型成像系统，鉴定了直径小于一微米的嘌呤体。“这项技术利用气体团簇离子束二次离子质谱(GCIB-Sims)检测完整的生物分子，具有高灵敏度，并允许在单个细胞中进行原位化学成像，”化学系和材料研究所助理研究教授华田(音译)说。这对这项研究至关重要，因为我们正在处理单个癌细胞中非常低浓度的分子。“

埃文·普格大学化学教授尼古拉斯·维诺格勒(NicholasWinograd)致力于开发新技术，包括提供亚细胞化学信息的高分辨率GCIB-Sims技术。

他说：“现在，在我的职业生涯结束时，我终于看到这种成像方法揭示了嘌呤小体的存在，或许接下来，我观察到癌症药物实际上会使它成为最有效的嘌呤小体。”

重要的是，研究小组发现DNPB通路是以沟道的方式发生的，嘌呤体与线粒体的并置促进了线粒体产生的底物的摄取，以供在该途径中使用。当酶处于紧密的位置，产生的分子沿着酶途径快速转移和加工，从而限制了与大量胞浆的平衡时，就会发生通道化。

Benkovic说：“我们的实验允许我们证明，新嘌呤生物合成途径的效率是通过通道来提高的，而线粒体附近的嘌呤小体的接近是该通路的结果。”“这些发现为一种新的癌症治疗学的研究打开了大门；例如，一种可以破坏嘌呤体与线粒体并列的分子的设计。”